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1、PbTiO3(PT)是一種典型的鈣鈦礦鐵電材料,由于具有優(yōu)良的介電、壓電、熱釋電和鐵電等性質(zhì)被廣泛的用來制造高頻陶瓷過濾器、表面聲波器件、紅外傳感器和非易揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器等。本文在朗道-金茲堡-德文希爾唯象理論的基礎(chǔ)上,研究外加電場(chǎng)效應(yīng)對(duì)PT材料相變、壓電性質(zhì)及極化轉(zhuǎn)動(dòng)的影響,主要研究結(jié)果如下:
1.在純的PT中,沿偽立方[011]、[111]方向加載電場(chǎng),建立了電場(chǎng)-溫度相圖。當(dāng)電場(chǎng)沿偽立方[011]軸,誘導(dǎo)四方-單斜-
2、正交(T-MC-O)、四方-單斜(T-MC-MB)相變,在MC-O相轉(zhuǎn)變區(qū)域,壓電系數(shù)d33超高,超過了8000 pC/N。當(dāng)電場(chǎng)沿偽立方[111]軸,電場(chǎng)誘導(dǎo)四方-單斜-菱方(T-MA-R)相變,在接近MA-R轉(zhuǎn)變的臨界電場(chǎng)時(shí),壓電系數(shù)d33有明顯的增大。通過靜水壓方法能有效降低相變的臨界電場(chǎng)(E011C和E111C)。
2.在外延各向同性和各向異性應(yīng)變的PT薄膜中,沿著[001]軸加載電場(chǎng),建立了電場(chǎng)-應(yīng)變,電場(chǎng)-溫度等相
3、圖。我們系統(tǒng)的研究了電場(chǎng)誘導(dǎo)的單斜相和三斜相的穩(wěn)定性。通過控制電場(chǎng)與應(yīng)變之間的耦合可以確定電場(chǎng)誘導(dǎo)的不同相變,各向同性應(yīng)變有利于單斜相(MA(r)、MB(r)),而各向異性應(yīng)變有利于單斜相(MC)、三斜(triclinic)結(jié)構(gòu)。隨著溫度和應(yīng)變各向異性的增加,MC比triclinic更穩(wěn)定。單斜和三斜相有高的壓電系數(shù) d35和d33,在大小相等而方向相反的應(yīng)變條件下,MC相區(qū)有高的壓電行為。
3.在PT材料中,外加電場(chǎng)能誘導(dǎo)低
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